Сегодня 08 сентября 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

95,6 % ёмкости после 1000 циклов зарядки: учёные нашли добавку, которая резко замедляет деградацию литиевых аккумуляторов

Поиск новых вариантов химического состава тяговых аккумуляторов в основном направлен на повышение плотности хранения заряда, но некоторые исследования сосредоточены на увеличении их ресурса. По крайней мере, японские учёные нашли добавку для графитовых анодов литийионных аккумуляторов, которая помогает сохранить остаточную ёмкость на уровне 95,6 % даже после 1000 циклов зарядки.

 Источник изображения: Unsplash, Igor Omilaev

Источник изображения: Unsplash, Igor Omilaev

Деградация тяговых батарей в процессе эксплуатации является давно известной проблемой, хотя у современных электромобилей она и не так сильно выражена, чтобы серьёзно омрачать жизнь первого владельца. Специалистам японского исследовательского института JAIST удалось разработать добавку в химический состав графитового анода, которая при первых нескольких зарядных циклах позволяет формировать на его поверхности защитную плёнку, предотвращающую деградацию с прежней скоростью. Вещество носит обозначение пентафторфенил тиофен имина (FPTI).

Данный защитный слой позволяет ионам лития передвигаться между электролитом и анодом, не вступая в нежелательные химические реакции. Нестабильность данного слоя приводит к тому, что увеличивается потребление активного лития и растёт электрическое сопротивление, ускоряя процесс потери остаточной ёмкости аккумуляторной ячейки. В ходе эксперимента FPTI был добавлен в электролит литийионного аккумулятора в концентрации от 2 до 4 мг на миллилитр. Эта добавка привела к формированию более стабильного и при этом электропроводного покрытия на поверхности графитового анода.

Сложный молекулярный состав добавки по-разному влияет на изменение свойств тягового аккумулятора. Компоненты на основе серы и имина входят в состав защитного слоя, а фтор обогащает соединения лития на поверхности. В совокупности это позволяет сократить паразитные химические реакции и способствует более гладкому перемещению ионов и лития через интерфейс «электрод – электролит». Графитовые аккумуляторные ячейки с концентрацией 2 мг FPTI на миллилитр сохранили 89,4 % начальной ёмкости после 1000 циклов зарядки. Увеличение концентрации до 4 мг позволило поднять остаточный ресурс до 95,6 %. Контрольный же образец без добавления PFTI сохранил только 62,7 % начальной ёмкости после 1000 циклов зарядки, и уже после 350 циклов демонстрировал выраженную отрицательную динамику.

Непосредственное добавление PFTI в электролит, однако, привело к повышению сопротивления в катоде и ухудшило характеристики ячейки типа NMC. Исследователи выяснили, что добавка эффективно работает только на этапе подготовки графитового анода. Только после этого нужно приступать к сборке аккумуляторных ячеек с использованием стандартного по составу электролита.

Образец ячейки с концентрацией PFTI в размере 4 мг/мл продемонстрировал увеличение плотности хранения заряда с базовых 130 до 233 Вт·ч/кг. Снижение концентрации добавки до 2 мг/мл ограничило рост плотности хранения заряда до 192 Вт·ч/кг. Безусловно, для успешного внедрения этой добавки в состав серийно выпускаемых аккумуляторных ячеек потребуются масштабные испытания, но эксперимент сам по себе показывает, что у классических литийионных батарей есть хороший потенциал для дальнейшего улучшения эксплуатационных характеристик.

Было интересно? Скажите об этом Google, чтобы чаще получать ссылки на наши новости про на острие науки

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Анонсирован научно-фантастический шутер «Квантовый контроль», где Россию угрожает поглотить враждебный альтернативный мир 28 мин.
Российская «КриптоПро» разработает новый браузер со встроенной криптографией 4 ч.
Разработчики нашумевшей гоночной игры Forza Horizon 6 опровергли слухи о переносе релиза на PS5 5 ч.
Российский бизнес могут в обязательном порядке перевести на суверенный ИИ 5 ч.
Календарь релизов 7–13 сентября: Sprawl Zero, Wardogs, Hot Wheels Infinite Rush и Halloween 14 ч.
Хакеры взломали Liquid Network и похитили биткоины на $320 млн 14 ч.
Инсайдеры раскрыли, чего ждать от загадочного шутера Blizzard по StarCraft 14 ч.
Моддер поразил фанатов демонстрацией кооператива и вида от третьего лица для классического стелс-экшена Metal Gear Solid 16 ч.
Huawei представила ускоренную HarmonyOS 7 с ИИ-агентами, защитой от мошенников и новым интерфейсом 17 ч.
«Погибнут многие храбрые рыцари»: многострадальная MMO по League of Legends превратилась для Riot Games в поход за Святым Граалем 18 ч.
Huawei собирает ASML у себя дома: SMIC уже тестирует китайские DUV-сканеры 8 мин.
MediaTek снова перевыпустила Helio G99 — обновлённый 4G-чип Helio G99+ получил поддержку LPDDR5X 27 мин.
Россияне вернулись к обычным звонкам: голосовой трафик вырос на 25–30 % из-за ограничений мобильного интернета 38 мин.
95,6 % ёмкости после 1000 циклов зарядки: учёные нашли добавку, которая резко замедляет деградацию литиевых аккумуляторов 43 мин.
ASUS представила сервер ESC8000-E12P на архитектуре NVIDIA MGX с чипами Intel Granite Rapids 52 мин.
ECOVACS получил статус глобального бренда №1 в домашней робототехнике 55 мин.
Chuwi представила мини-ПК со 192 Гбайт памяти для локального запуска ИИ-моделей 59 мин.
Крупнейший в Европе разработчик ИИ подорожал до €21 млрд и привлёк €3 млрд инвестиций 2 ч.
Смартфоны тоже начнут дорисовывать кадры в играх — Arm представила Mali G2 NX с ИИ-реконструкцией графики 2 ч.
Arm представила платформу для создания серверных процессоров Neoverse CSS N4 Ranger: до 128 ядер на кристалл, LPDDR6 и PCIe 7.0 3 ч.